Question

2．小杨在探究电流与电压、电阻的关系中，所用的实验器材有：电源（电压恒为4.5伏），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5欧、10欧、15欧），待选滑动变阻器两只（一只“20Ω 2A”、另一只“50Ω 1A”），导线若干．

（1）他按右边实物图连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程．他操作中的错误的是闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值．
（2）请正确读出图2中电流表的读数0.24A．
（3）在探究电流与电阻的关系时，他将5欧的电阻连入电路中，移动滑片，使电压表的示数为1.5伏，记下电流值；当改接10欧、15欧的电阻时，他接下来的操作是应向右移动滑动变阻器滑片，使电压表保持1.5V不变，然后记录电流值，实验记录如下表．分析数据可知，他实验时选择的变阻器规格是50Ω1A．．

电阻	5	10	15
电流（A）	0.3	0.15	0.1

Answer 1

分析 （1）闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（2）根据电流表的量程和分度值读出电流值．
（3）探究电流与电阻关系，应控制电阻两端电压不变，根据阻值变化及串联电路特点，根据电路图判断滑片的移动方向．
（4）由串联电路特点求出滑动变阻器两端电压，由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，然后根据该阻值选择滑动变阻器的规格．

解答 解：（1）闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值，闭合开关后，
滑动变阻器分压较小，电阻两端电压较大，大于电压表量程，
因此闭合开关，电流表有示数，电压表指针超过量程．
（2）由图知电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.24A；
（3）分别用10Ω、15Ω的电阻替换5Ω电阻时，电阻阻值变大，滑动变阻器阻值不变，
电阻分压变大，为保持电阻两端电压不变，应减小电阻的分压，增大滑动变阻器的电压，
滑动变阻器接入电路的阻值应该变大，由电路图可知，应向右移动滑动变阻器滑片．
（4）由题意知，电阻两端电压U_R=1.5V，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_R=4.5V-1.5V=3V，
因为I=$\frac{U}{R}$，所以当电路电流I=0.1A时，滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω＞20Ω，
因此滑动变阻器应选规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器．
故答案为：（1）闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值；（2）0.24A；（3）应向右移动滑动变阻器滑片，使电压表保持1.5V不变；50Ω 1 A．

点评 本题考查了实验注意事项、滑动变阻器的调节、实验数据分析、实验器材的选择，是实验的常考问题，一定要掌握；分析清楚电路结构是正确作出电路图的前提与关键．